稀土对稀土钨电极还原过程的影响

稀土钨电极

稀土钨电极通常采用粉末冶金的方法制备的。采用该方法制备稀土钨电极,其粉末的质量会直接影响电极的烧结和加工性能。在混合粉末还原过程中,通常要经历WO2.9、WO2.72、WO2、W和β-W相阶段。β-W在实际生产中很难得到,但是在还原混合稀土钨粉的还原过程中可以经常发现这种材料。在第一次还原后,观察XRD图就可以发现β-W的衍射峰,且随着稀土含量的增加,其峰强也在增加。在第二次还原中,也出现了同样的规律。说明稀土有利于β-W的生成。另外,β-W的存在使得粉末的二次还原反应不彻底,因此进行稀土掺杂时,还原温度要比还原纯钨更高。由此可知,掺杂稀土会改变钨粉还原的途径,使得钨粉在还原过程中先生成β-W,然后再转变成α-W。β-W是A15型结构,这种结构具有有超导性质,因此受到广泛关注。但对于制备性能良好的钨电极,制备稳定的α-W是还原的最终目的,因此在还原过程中要提高还原温度,才能获得还原彻底的α-W。

掺杂不同成分的稀土,在相同条件下进行还原,得到的还原粉末粒度是不一样的。在相同还原条件下,稀土钨粉相比于纯钨粉,其平均粒度明显小于纯钨粉的粒度,这是因为稀土氧化钨对钨粉具有细化的作用。在各种稀土氧化物中,Y2O3对钨粉粒度的细化作用最为明显。另外,在制备多元稀土钨电极时,Y2O3含量较高时,钨粉的细化程度较好。

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钨合金双能X线骨密度仪屏蔽件

钨合金双能X线骨密度仪屏蔽件双能X线骨密度仪是用于测定人体骨矿并获取相关数据的一种医疗检测仪器,其测试的最终数据包括T值(以T值为主)、Z值、骨密度、骨量等。双能X线骨密度仪的工作原理是通过X射线管球经过一定装置,获得低能和高能光子峰。而光子峰穿透身体后,扫描系统并将所接受的信号送至计算机进行数据处理,从而得出骨矿物质含量。双能X线骨密度仪测试的结果较为准确,是WHO采用的骨密度金标准。其可用于确定儿童在生长发育过程中,成骨原料的吸收与摄取状况,并分析可能影响儿童生长发育的内外因素,以便及时制定有针对性的营养计划、运动锻炼计划,从而确保儿童在骨骼生长发育方面的优势。

双能X线骨密度仪所产生的X射线是一种波长极短(比可见光的波长更短),能量很大(比可见光的光子能量大几十至几十万倍)的电磁波。其具有穿透作用、电离作用、热作用。当其照射到人体时,可抑制、破坏甚至杀死人体细胞,使得人体在生理、病理和生化等方面出现不同程度的的变化。X射线还可以导致脱发、皮肤烧伤、视力障碍、白血病等问题。此外,X射线对胎儿也具有影响,可以造成胚胎残废、胎儿畸形、胎儿脑部发育不良,以及增加儿童期的癌症几率。而钨合金屏蔽件可用于屏蔽双能X线骨密度仪所产生的X射线辐射。

钨合金双能X线骨密度仪屏蔽件采用高比重钨合金制作而成。高比重钨合金是以钨为基体材料加入少量镍、铜、铁、钴、钼、铬等金属黏结剂组成的一种合金材料。其具有高密度、高强度、良好的射线吸收能力、良好的机械加工性能等特性。因为金属的密度越大,射线吸收能力和屏蔽能力更好,因此钨合金双能X线骨密度仪屏蔽件具有优良的辐射屏蔽性能,可以有效屏蔽双能X线骨密度仪所产生的X射线辐射。

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铈-钛基三氧化钨脱硝催化剂

铈是地壳中最丰富的稀土金属,一种银灰色的活泼金属,其粉末在空气中易自燃,易溶于酸。金属铈主要做还原剂、催化剂,也用作合金添加剂及生产铈盐等。目前SCR脱硝技术普遍使用掺杂三氧化钨或三氧化钼的五氧化二钒/二氧化钛系催化剂,广泛应用于固定源烟气脱硝,而且也被用于柴油车尾气NOx的催化消除。

铈和蜂窝式脱硝催化剂
 
在钒系催化剂的使用过程中,有毒物质V可能发生脱落,从而进入环境,造成环境污染及人体伤害。另外,钒系三氧化钨脱硝催化剂的操作窗口比较窄,且高温时易将二氧化硫转化为三氧化硫,造成二次污染。因而,开发出高稳定性、宽温度窗口、无毒无害的催化剂用于固定源烟气脱硝和柴油车尾气中NOx的消除,始终是环境催化领域的研究热点。
 
有研究指明,采用共沉淀法,制备掺杂三氧化钨的铈-钛基脱硝催化剂。其制备如下:
1.取六水合硝酸铈、钨酸铵和硫酸钛,配制Ce/W/Ti摩尔比为0.2/0.1/1.0的溶液并混合均匀;
2.加入过量尿素溶液,并在90°C温度条件下连续搅拌12小时,然后进行抽滤和洗涤;
3.将滤饼放入烘箱中于100°C烘干过夜,转入马弗炉于500°C空气中焙烧;
4.成型,得到所需的铈-钛基三氧化钨脱硝催化剂。
 
该脱硝催化剂中无有毒物质--钒的存在,不对人体健康和环境造成威胁;且具有宽的操作温度,适用于温度变化幅度大的机动车尾气,同时也适用于固定源烟气脱硝,具有良好前景。
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三氧化钨脱硝催化剂的抗碱金属中毒性能

板式脱硝催化剂燃煤电站脱硝系统中,SCR脱硝反应器通常为高飞灰布置,即SCR反应器置于电除尘等除尘设备之前,省煤器和空气预热器之间,温度窗口介于300~450°C之间。三氧化钨脱硝催化剂在该温度区间表现出优异的NOx净化效率和抗二氧化硫中毒性能。然而,在实际应用中,脱硝催化剂由于烟气中的飞灰沉积,飞灰中的碱金属K、Na以及碱土金属Ca、Mg等,导致催化剂中毒最终失活;其中,K的中毒影响最深。有研究表明,1%氧化钾的添加可导致五氧化二钒-三氧化钨/二氧化钛催化剂在250~400°C温度范围内的氨-SCR催化剂活性完全丧失。
 
那么,如何提高三氧化钨脱硝催化剂的抗碱金属中毒性能呢?碱金属造成钒基催化剂中毒的一个重要原因是由于化学作用或物理覆盖导致钒的氧化还原活性降低和活性位丧失,催化剂氧化NO为二氧化氮的活性下降。故而,适当提高五氧化二钒的负载量,能从一定程度上提升催化剂的抗碱金属中毒能力。然而,高的钒负载量会使得催化剂氮气选择性下降,二氧化氮生成量增多;并且,钒本身较贵,过多的添加将带来成本的增加和资源的浪费。所以,五氧化二钒的增加量应该控制在一定程度内。
 
三氧化钨作为助剂添加到W-Ti-V系SCR脱硝催化剂,可以显著提高催化剂的活性和稳定性。是因为钨的添加改变了催化剂中五氧化二钒的周边环境,两者之间的协同效应提高了催化剂的活性。所以,在相同钒负载量下,增加钨的负载量能够提高催化剂的SCR活性和抗碱金属中毒性能。
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圆钨条和方钨条的对比

钨条钨坯尺寸的不均匀会使垂熔烧结的过程总使自身各部分的电阻不均,温度差异大。所以,由于各段烧结程度的不同,尺寸大的部分烧的程度过低,小的部分又过度烧结,会造成熔断。因此最好使用自动装料和跟踪软膜收缩器和合理的压制参数。这样才能保证圆坯各部分在烧结之后的直径波动可以稳定在±0. 4mm以内。

首先可以通过方坯和圆坯的对比看出两者的区别。在万能试验机上,分别对模压生坯,预烧坯,等静压坯在抗压强度和抗弯强度两方面进行比较。在相同的压制的压力情况下,等静压生坯的密度是模压方坯的1.15倍左右,抗压强度是模压生坯的6.5倍,抗弯强度是模坯生坯的2.7倍。在预烧过后,方坯和圆坯的密度近似相同,圆坯的抗压强度是方坯的1.4倍,抗弯强度是2.1倍。由此可知,圆坯在运送过程中比较不容易受到损伤。

将两者进行旋锻加工的时候会发现,方钨条的表面会经常出现细微的裂纹,如果旋锻的温度升高的话,裂纹现象会严重,同样条件下的圆钨条并没有出现这种状况。这是因为方形钨条在开始进行旋锻的时候,它的棱角,面和中心各部分的无法受力均匀,所以变形的程度也有较大的区别,随着钨条的不断加工拉长,没有受到拉力的部位就会与其他部分发生裂纹现象。圆钨条的均匀密度,圆面的断面,没有成型剂,这样可以一定程度上消除加工组织中的缺陷。

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